Vyplatí se důvěřovat samoozdravné síle přírody: oceněný výzkum prokázal, že bezzásahovost a přirozený proces regenerace po kůrovcové kalamitě je nejlepším řešením pro chráněné horské lesy

PŘÍLOHY

Praha, 21. září 2017 – Výzkum předního českého hydrobiologa byl zaměřen na dopad kůrovcové kalamity v roce 2004 na lesní, půdní i vodní ekosystémy na Šumavě. Ukázalo se, že navzdory mnoha katastrofickým předpovědím se celý přírodní systém i bez zásahu člověka velmi rychle zotavuje. Za svůj projekt Jiří Kopáček obdržel Cenu předsedkyně Grantové agentury České republiky.

Profesor Jiří Kopáček, působící v Biologickém centrum Akademie věd ČR v Českých Budějovicích, je jedním z nejvýznamnějších českých hydrobiologů. Jeho vědeckou kariéru provází bohatá publikační činnost a výjimečně vysoká citační odezva, v roce 2016 ho předseda AV ČR profesor Jiří Drahoš vyznamenal medailí Gregora Johanna Mendela za zásluhy v biologických vědách.

V rámci oceněného projektu byl po dobu pěti let zkoumán vliv přirozeného rozpadu horských smrkových porostů po kůrovcovém žíru na mikroklima, chemismus a biodiverzitu půdních a vodních ekosystémů. Na jeho řešení se podíleli výzkumníci ze tří institucí (Biologického centra AV ČR, Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a České zemědělské univerzity v Praze). Vědeckému týmu se podařilo zformulovat nový koncepční biogeochemický model, který propojuje cykly uhlíku, dusíku a síry v půdách a umožňuje přesnější předpovědi ztrát živin z lesních ekosystémů v závislosti na globálním vývoji znečišťování atmosféry a klimatických změn.

Studie navázala na předchozí vědecké projekty, které monitorovaly situaci v tzv. bezzásahové oblasti na Šumavě po dobu více než 20 let. Vědce zajímalo především, jak odumření stromového patra po napadení kůrovcem ovlivní kyselost, chemické složení a oživení vody Plešného jezera, které bylo v minulém století vážně postiženo kyselými dešti. Výzkum přinesl zajímavé závěry: po krátkodobém zhoršení chemismu jezera se situace začala rychle zlepšovat. „Kyselost vody se výrazně snížila a její pH rychle vzrostlo k hodnotě 6, která byla naposledy v Plešném jezeře kolem druhé světové války,“ uvádí Kopáček. Dále bylo zjištěno, že stromové patro téměř kompletně zničené kůrovcem se přirozeně obnovuje dostatečně a dochází k rychlému a žádanému zmlazování lesního porostu.

Z výsledků výzkumu je zřejmé, že bezzásahovost a přirozená cesta regenerace lesního porostu by měla být do budoucna pokládána za jeden z nejefektivnějších způsobů opětovného zalesňování kůrovcem postižených chráněných horských oblastí. Zároveň je nejšetrnější z hlediska ochrany množství a kvality vod. Získané poznatky umožní přírodovědcům vnést vědecké argumenty do vášnivých sporů mezi zastánci a odpůrci zásahů proti šíření škůdců v chráněných územích. O velkém ohlasu výstupů oceněného výzkumu ve vědecké komunitě svědčí skutečnost, že již byly více než 100krát citovány a publikovány v 35 recenzovaných časopisech, z nichž bylo 25 impaktovaných.

 

Novou naději pro HIV pozitivní pacienty přinesl projekt české molekulární bioložky zaměřený na hledání látek schopných blokovat tvorbu retrovirových částic

PŘÍLOHY

239 KB Datum přidání: 22. 9. 2017
2 MB Datum přidání: 22. 9. 2017

Praha, 21. září 2017 – Projekt cílený na charakterizaci interakcí důležitých pro tvorbu nezralých retrovirových částic a vývoj metod pro testování inhibitorů skládání HIV otevírá nové cesty pro přípravu účinných antiretrovirotik. Biochemička Michaela Rumlová za něj obdržela Cenu předsedkyně Grantové agentury České republiky.

Doktorka Michaela Rumlová, která v současné době působí na Vysoké škole chemicko-technologické, se tvorbou retrovirových částic HIV zabývala už v Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd. „Studujeme vzájemné interakce, které jsou důležité pro tvorbu nezralé a posléze i zralé retrovirové částice. Naším hlavním cílem je nalezení sloučeniny, která by zabraňovala tvorbě těchto částic a v budoucnu by mohla sloužit jako lék pro pacienty, kteří jsou infikování virem HIV,“ vysvětluje Rumlová.

K léčbě pacientů nakažených virem HIV se nyní používá kombinovaná terapie, jež spočívá v současném podávání několika specifických látek, tzv. inhibitorů, což jsou sloučeniny blokující klíčové kroky v životním cyklu tohoto viru. Bohužel často dochází k tomu, že se virus časem stane vůči podávaným lékům rezistentním a je třeba jejich kombinaci modifikovat. Vědci proto hledají stále nové a nové inhibitory.

Ve spolupráci s vědci z Evropské laboratoře molekulární biologie v Heidelbergu se podařilo vyřešit detailní strukturu retrovirových částic HIV i modelového opičího viru. Byly zjištěny a přesně popsány interakce, které jsou zásadní pro tvorbu HIV částice. To vědcům umožní pracovat přímo na vytvoření látek, které zabrání skládání retrovirové částice, díky čemuž virus nebude moci opustit buňku a dojde k zastavení infekce.

„Následující tři roky se budeme věnovat procesu rozložení virového komplexu a testování sloučenin, které by tomu mohly napomoci,“ popisuje své plány do budoucna oceněná vědkyně. Za účelem testování potencionálních inhibitorů skládání retrovirových částic HIV-1 vědci v rámci řešení projektu vyvinuli efektivní velkokapacitní screeningovou metodu, která byla patentována.

Výsledky výzkumu, které zásadním způsobem přispěly k pochopení strukturní biogeneze retrovirových částic, byly zveřejněny ve formě spoluautorských publikací v časopise Nature, publikovány byly i v dalších prestižních zahraničních časopisech. Největším přínosem projektu je však možnost praktického využití nově získaných poznatků pro vývoj léků, které by mohly být úspěšně využity v terapii pacientů nakažených virem HIV.

Profesor VUT v Brně, který vyvinul světově unikátní metody evolučního návrhu složitých číslicových obvodů, byl oceněn za základní výzkum v oblasti počítačového hardwaru a softwaru

PŘÍLOHY

163 KB Datum přidání: 22. 9. 2017
125 KB Datum přidání: 22. 9. 2017

Praha, 21. září 2017 – Profesor Lukáš Sekanina, odborník v oblasti počítačových systémů, který působí na Fakultě informačních technologií VUT v Brně, společně se svým týmem vyvinul nové metody umožňující optimalizaci číslicových obvodů. Za svůj projekt získal Cenu předsedkyně Grantové agentury České republiky.

Cílem oceněného projektu bylo vytvořit na bázi evolučního návrhu nové metody optimalizace pro obvody, které jsou důležité v počítačových architekturách. Vědci se při tom nechali inspirovat principy biologické evoluce, např. mutací a křížením, těžili však i z poznatků teoretické informatiky a z technik formální verifikace systémů. Projekt tak přispěl k vzájemné spolupráci mezi odborníky z oblasti umělé a výpočetní inteligence a návrháři počítačových obvodů.

Metody nově vyvinuté vědeckým týmem profesora Sekaniny na základě propojení formálních metod a pokročilého vícekriteriálního genetického programování představují v současné době nejmodernější přístup z celosvětového hlediska. Výsledky výzkumu přispějí k významnému snížení příkonu elektroniky a umožní realizaci výpočetně náročných úloh v nízko-příkonových zařízeních, což lze prakticky využít např. v personální elektronice (v mobilních telefonech).

Účinnost navržených metod byla prokázána v řadě případových studií, výpočetně nejnáročnější úlohy byly řešeny v rámci Centra excelence IT4Innovations na ostravském superpočítači, do některých studií byli zapojeni i zahraniční partneři z americké Purdue University, Universidad Carlos III de Madrid a University of Oslo.

Výzkum Lukáše Sekaniny ukázal, že je možné evolučně navrhovat složité elektronické obvody. „Náš budoucí výzkum bude směřovat k využití navržených metod pro realizaci umělé inteligence přímo na čipu“, uvádí Sekanina. Další výzvou pak bude docílit tzv. funkční aproximace těchto obvodů, která je učiní energeticky ještě úspornějšími, což by umožnilo jejich využití v systémech pokročilé umělé inteligence zabudovaných např. přímo v inteligentních brýlích.

Výsledky oceněného projektu vyvolaly velký ohlas i v zahraničí – byly publikovány a citovány na celosvětové úrovni, a to jak v periodikách zabývajících se umělou a výpočetní inteligencí (např. v prestižním časopise IEEE Transactions on Evolutionary Computation), tak i v komunitě návrhářů obvodů. Příspěvky byly dvakrát honorovány cenou za nejlepší konferenční článek, získaly stříbrnou a bronzovou medaili v mezinárodní soutěži Humies (Human-competitive awards in genetic and evolutionary computing competition) na GECCO konferencích, a dočkaly se mnoha prezentací na mezinárodních konferencích.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Postdoktorský projekt mladé české vědkyně umožňující lepší porozumění mechanismu vzniku a vývoje vesmíru vzbudil velký ohlas v české i zahraniční vědecké obci

PŘÍLOHY

1 MB Datum přidání: 22. 9. 2017
299 KB Datum přidání: 22. 9. 2017

Praha, 21. září 2017 – Doktorka Ivana Orlitová se v Astronomickém ústavu AV ČR zabývá pozorováním galaxií a aktivních galaktických jader v optickém a ultrafialovém oboru s využitím pozemských i vesmírných dalekohledů. Ve spolupráci s mezinárodním týmem se jí podařilo prokázat únik ionizujícího záření z galaxií a přispět tak k objasnění zásadní kosmologické otázky ohledně zdrojů, které ionizovaly vesmír v jeho počátcích. Za svůj projekt byla oceněna Cenou předsedkyně Grantové agentury České republiky.

 Studium raného vesmíru patří k jednomu z nejvíce řešených témat astronomie. Vědci se snaží porozumět formování prvních kosmických struktur a vzniku prvních hvězd. V dávné minulosti vesmíru, krátce po velkém třesku, sehrála důležitou roli tzv. reionizace, kdy se po zformování prvních galaxií proměnil okolní atomární plyn v plyn ionizovaný, přičemž v tomto stavu zůstal ve velké míře dodnes. Předpokládá se, že tato událost zásadně ovlivnila vznik a vývoj galaxií. Není však zřejmé, jaké typy objektů byly skutečně zdroji zmíněné reionizace.

Autoři oceněné práce se zaměřili zejména na hypotézu, že ionizaci vyvolaly nejtěžší hvězdy v galaxiích. Zkoumali, za jakých podmínek dokáže jejich ionizující UV záření proniknout z galaxie ven do okolního prostoru. Zároveň studovali vlastnosti záření v čáře Lyman-alfa, tedy ultrafialové spektrální čáře vodíku, která vzniká přeskokem elektronu z druhé energetické hladiny na první. „Lyman-alfa je v principu nejsilnější čarou vodíku a zároveň je vodík nejhojnějším prvkem ve vesmíru. Z tohoto důvodu je Lyman-alfa nejvhodnější spektrální oblastí pro pozorování galaxií ve vzdáleném vesmíru, kdy pozorujeme objekty mladší než 3 miliardy let,“ vysvětluje Orlitová.

Mladá vědkyně získala možnost využít pro svá pozorování Hubbleův kosmický dalekohled, který je umístěn na oběžné dráze Země. Přidělování pozorovacího času na Hubbleově teleskopu probíhá každoročně formou soutěže, v rámci níž mezinárodní porota složená z významných vědců vybere ze všech přihlášených projektů 10-20 % těch nejzajímavějších, jejímž řešitelům využití teleskopu umožní.

Z milionů galaxií si vědci vytipovali pět kompaktních trpasličích galaxií zvaných „zelené hrášky“, které sice pozorujeme v nedávném vesmíru, ale podobně jako v galaxiích z raného vesmíru se v nich velmi intenzivně tvoří hvězdy. Pozorování v rámci projektu prokázalo únik ionizujícího záření ve všech pěti sledovaných galaxiích, což je dosud nejvýznamnější potvrzení tohoto jevu. „Náš objev je velkým krokem k porozumění nejen galaxiím v blízkém vesmíru, ale i galaxiím, které vznikaly v době reionizace a nejspíš jsou za reionizaci zodpovědné,“ uvádí Orlitová.

Zjištěné závěry ohledně reionizace byly více než padesátkrát citovány. Související výsledky byly opublikovány v celkem 9 impaktovaných článcích, jeden z nich byl zveřejněn i v prestižním časopise Nature, což je v případě postdoktorského projektu jedinečný úspěch. Ivana Orlitová v rámci řešení svého projektu spolupracovala s prestižním mezinárodním týmem a na zjištěné závěry plánuje navázat dalším výzkumem, jenž se bude zabývat zkoumáním vlastností galaxií, které vedou k úniku ionizujícího záření.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY